三電平PWM整流器MPCC策略研究

在每個采樣周期開始時進行A／D采樣，再將上個采樣周期求得的最優(yōu)開關狀態(tài)輸出。對采樣得到的網側相電流、相電壓進行3／2坐標變換，利用系統(tǒng)的數(shù)學模型對電流進行預測和延時補償。電流給定值由直流母線電壓外環(huán)求得。根據(jù)2個電容電壓和三電平27種電壓矢量對中點的影響關系，求得中點電位的目標函數(shù)。最后建立包含電流偏差和中點電位的總目標函數(shù)，滾動優(yōu)化，選取與目標函數(shù)最小值相對應的最優(yōu)電壓矢量，選定與最優(yōu)電壓矢量相對應的開關狀態(tài)。在下一采樣周期應用此開關狀態(tài)，循環(huán)往復。
3．1 電流預測值的延時補償
三電平PWM整流器MPCC策略在硬件實現(xiàn)時計算量大，尤其在進行27次滾動優(yōu)化時消耗大量時間，產生延時。若不進行補償，實際電流會在給定電流周圍振蕩，增大電流諧波含量。為提高MPCC策略的控制性能，需對電流預測值進行延時補償。在每個中斷周期對網側電流值進行兩次預測，以減小延時的影響。利用式(3)求得電流的第1次預測值iα(k+1)，iβ(k+1)，將式(3)向前推算一步，求得電流的第2次預測值為：

3．2 中點電位控制
三電平整流器27種電壓矢量的空間分布如圖2所示，每種矢量對中點電位的影響不同。其中小矢量u1～u6對中點電位產生重要影響，合理分布其作用時刻可達到對中點電位的控制。例如，u2包含兩種開關狀態(tài)(1 1 0)，(0 0 -1)，這兩種狀態(tài)對網側電流幅值相位的影響相等，但其對中點電位的影響相反。在此基礎上提出了一種基于查表的三電平PWM整流器MPCC中點平衡方法。

設中點電位調節(jié)系數(shù)為m，表1示出m與u1～u6的關系表，選其他矢量時，m=0。可列寫出中點電位控制的目標函數(shù)，即：
Jmp=m[uC1(k)-uC2(k)] (5)
根據(jù)第k次采樣周期獲得的中點電容電壓uC1(k)，uC2(k)，求取它們的偏差，根據(jù)此偏差周期性調整同一小矢量對應的兩種開關狀態(tài)作用次序。例如，uC1(k)與uC2(k)偏差大于零時，在滾動優(yōu)化時，按表1選取m的值，利用式(5)選擇使其偏差減小的開關狀態(tài)，以達到對中點電位的控制。